P阱CMOS芯片制作工艺设计-1.ppt

P阱CMOS芯片制作工艺设计 制作：韩光、黄云龙、 黄文韬 一、MOS管的器件结构参数确定 NMOS管参数设计与计算 PMOS管参数设计与计算 NMOS管参数设计与计算 特性指标要求： n沟多晶硅栅MOSFET：阈值电压VTn=0.5V, 漏极饱和电流IDsat≥1mA, 漏源饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V, 栅源击穿电压BVGS≥20V, 跨导gm≥2mS, 截止频率fmax≥3GHz（迁移率μn取600cm2/V·s） NMOS管参数设计与计算 由 得 从而有： NMOS管参数设计与计算 饱和电流： 跨导： 于是取：W/L 13.4 NMOS管参数设计与计算 由截止频率： 知：L 3.1um 由 和经验公式： 知： NMOS管参数设计与计算 又因为阈值电压： 其中： 将 带入以上各式可得： 0.48V 与要求 NMOS管参数设计与计算 最后由： 故综上取： 则：W=30um PMOS管参数设计与计算 特性指标要求： p沟多晶硅栅MOSFET：阈值电压VTp= -1V, 漏极饱和电流IDsat≥1mA, 漏源饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V, 栅源击穿电压BVGS=≥25V, 跨导gm≥0.5mS, 截止频率fmax≥1GHz（迁移率μp=220cm2/V·s） PMOS管参数设计与计算 由 得 从而有： PMOS管参数设计与计算 饱和电流： 跨导: 于是取：W/L 12.2 PMOS管参数设计与计算 截止频率： 知：L 3.24um 由 和经验公式： 知： PMOS管参数设计与计算 又因为阈值电压： 其中： 将 带入以上各式可得： 与-1V相比相差稍微有点大，故作微调取： 此时： 满足要求 PMOS管参数设计与计算 最后由： 故综上取： 则：W=60um 注：这里无论是NMOS还是PMOS的计算都是以理想 在计算，实际做时要考虑安全余量适当做厚点 P阱CMOS芯片的工艺流程 二、P阱CMOS芯片的工艺流程如下: P阱CMOS芯片的工艺流程 1.衬底制备 由于CMOS器件对界面电荷特别敏感，衬底与 界面态尽可能低，因此选择 晶向为 的N型硅做衬底，电阻率约为 P阱CMOS芯片的工艺流程 2.初始氧化 为阱区的选择性刻蚀和随后的的阱区深度注入做工艺准备。阱区掩蔽氧化介质层的厚度取决于注入和推进的需要。这是P阱硅栅CMOS集成电路制造工艺流程序列的第一次氧化。 P阱CMOS芯片的工艺流程 3.阱区光刻 是P阱硅栅CMOS集成电路制造工艺的第一次光刻，具体包括:涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀、去胶等工序， 刻蚀除P阱区注入窗口。 P阱CMOS芯片的工艺流程 4.P阱注入及推进（第一次注入） 次步是P阱硅栅CMOS集成电路制造工艺流程中第一次注入掺杂，P阱注入及推进主要是形成P阱区。 P阱CMOS芯片的工艺流程 5.剥离阱区氧化层 6.热生长垫氧化层 目的是消除 界面间应力，第二次氧化 7.LPCVD淀积 P阱CMOS芯片的工艺流程 8.有源区光刻：即第二次光刻 P阱CMOS芯片的工艺流程 9.N沟MOS管场区光刻：即第三次光刻 以光刻胶作为掩蔽层，刻蚀除N沟MOS管场区的注入窗口。 10.N沟MOS管P+注入：第二次注入 N沟MOS管场区P